机加工厂厂主和管理者面临着许多挑战,而其中最麻烦的一个是
加工中心无法生产精密零件。
加工件不合格的原因之一可能是
机床的空间
精度有问题。这方面的实例是在加工厂加工体积足够大而占据机床的最大加工范围的大型工件时。机床可以在加工范围一定的区域内保持公差,但是当机床在这个区域以外的范围进行
切削时,大型零件上这个范围附近的特征无法按要求的公差加工。当小尺寸零件定位在(占据大部分或全部加工范围的)墓碑式
夹具相应部分时,会发生同样的问题。这些零件的
加工精度比夹在墓碑式夹具其他部分的零件精度要低。为什么会发生这种现象?
罪魁祸首是机床空间精度不够,而如果没有将零件夹在机床加工空间最大范围处,此“祸首”是不会让人发现的。每台机床都有一个在其中可以安装零件并进行有效切削的加工空间。在一台三坐标机床上,加工空间是由刀具借助三个坐标轴运动可以触及的总区域组成的。
另一个理解空间精度的方式是在一个立方体中取两点。理论上,这两点彼此具有完美的位置关系。它们可以在X轴彼此精确相距1000 mm,Y轴相距500 mm,Z轴相距300 mm。在X、Y、Z中第一个位置坐标为0,0,0,而第二个位置是由上述数值定义的。如果机床可以在相对于第一点毫无偏差的情况下运动到第二点,则其空间定位是完美的,理论上,机床可以达到的任何点都在加工空间内具有一个真实位置。
(位于新泽西州Franklin Lakes市的)(美国)三井精机(Mitsui Seiki)总裁Scott Walker说:“但是,实际情况是,如果你从X、Y、Z零点开始驱动刀具到此规定位置,由于丝杠或
直线电机或者所采用的其他驱动装置存在位置误差,刀具不会精准地走到这个位置。”他解释说,之所以发生这个问题,是因为在任何组件中都带有妨碍自己到达此位置的固有不精确性。机床几何结构是沿机床
导轨系统移动一定物质的函数。该物质需要在没有倾斜、摇摆及起伏的情况下以直线方向移动,因为随着物质沿机床的导轨系统进一步前进,任何偏差都会被放大。
Walker先生补充说:“你要确保机床的动态空间精度至少比零件公差小50~80%。在高精密加工中,大多数人要求小80%。例如,如果我必须加工一个零件公差为千分之几英寸的零件,诸如飞机齿轮箱,那么机床的定位精度必须在0.0002英寸以内。这样,对于所有其他影响零件质量的东西诸如热
变形等我可以有0.0008英寸的公差。”
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